基本介紹
- 中文名：井斜儀
- 外文名：inclinometer
釋義
井斜儀（測斜儀）（inclinometer；clinometer ，gradiograph）早期常用的井斜儀主要采由機械擺錘式傾角測量系統和磁羅盤方位測量系統兩部分構成。傾角測量系統的擺錘帶動一個弧形電位器的滑臂。當儀器隨鑽孔軸線傾斜時，重力作用於擺錘帶動電位器滑臂取得與傾角成比例的電位信號，測量此電位差便得知傾角的大小。方位測量系統是由一環形電位器和一個磁針組成。磁針是用來指向地球磁北，測量時還充當環形電位器的滑動臂。測量方位前，磁針是跟隨地磁場自由轉動，要測量時通過鎖緊裝置把磁針與環形電位器接觸（滑動臂）上，輸出的電位差與方位角成比例。這種儀器在鑽孔內一般只能點測，也只能用於非磁性地層的鑽孔中。在有磁性的地層鑽孔中、鑽桿中、鋼套管孔內，就要使用不依賴地磁場確定方位的測量方法，比如用陀螺儀來確定方位。安裝在三自由度平衡框架里高速旋轉的轉子就構成了一種陀螺系統，它具有定向特性。在地面對準一個方向啟動陀螺，它就一直保持在這個方向上，如同前面提到的磁針一直保持在地磁北向一樣，陀螺保持的方向要事先用其它方法來確定，稱作起始方位。儀器測量的鑽孔方位是相對起始方位來說的，即相對陀螺啟動時的方向所轉過的角度。過去的陀螺測斜儀全是採用這種框架式機械陀螺元件來相對測量方位。歷史上曾經出現過另外一些井斜儀，如腐蝕法井斜儀、照相法井斜儀、磁浮球井斜儀，其原理都較為簡單。基本上都是利用重力和地磁場力對機械裝置的直接作用，再用各種特殊的方法記錄機械裝置的狀態位置來指示鑽孔傾角和方位角。現代最新的井斜儀全都採用測量部分無活動部件的結構方式。由於無活動部件，儀器抗震性、可靠性、靈敏度、精度等各項性能指標都有很大的提高。按測量確定方位的方法不同，還應該分為地磁北方位測斜儀和地極北方位測斜儀兩大類。它們測量傾角的方法差不多，都是用重力加速度計來實現。前者是用磁敏感測器測出地磁場的水平分量及與儀器座標的關係來計算鑽孔方位角。後者是用高靈敏度陀螺元件測出地球自轉角速度矢量的水平分量及與儀器座標的關係，然後計算鑽孔方位。井斜儀是最古老的地質儀器種類之一，發展到現在出現了許多特殊用途的儀器。比如可用於岩土工程施工、土建工程、地質災害監測等行業的位移測斜儀，水平孔測斜儀，用於地質、煤層氣、石油勘探等行業定向鑽進的隨鑽測斜儀等等。按使用方法不同可分為有線測量井斜儀，無線遙控測量井斜儀，定時測量井斜儀等等。
